JP2930576B1 - 分岐シールド掘進方法及び分岐掘進可能なシールド掘進機 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】本線トンネルの複数の分岐地点から分岐線シー
ルド掘進機を分岐発進させ得るシールド掘進技術、機長
が短く、簡単な構造で、曲進性能を確保できるシールド
掘進機を提供する。 【解決手段】シールド掘進機１は、前胴２、アウタ胴部
材３、本体フレーム４、カッターディスク５、カッター
駆動モータ６、複数のシールドジャッキ７、排泥設備
８、エレクタ装置９等を有し、アウタ胴部材３は、前胴
２にスライド自在に外嵌され、図示のように前胴２とア
ウタ胴部材３とを２重構造にして本線トンネルを掘進
し、本線トンネルを掘進しながら、シールド掘進機１の
うちのアウタ胴部材３以外の部分をアウタ胴部材３に対
して相対的に前進移動させながら、アウタ胴部材３の内
面にセグメントを構築し且つ分岐発進口を形成する。そ
の後、前胴２に対してアウタ胴部材３を前方へ引張りよ
せてシールド掘進機１を分岐発進口よりも前方へ移動さ
せてから、分岐発進口から分岐線シールド掘進機を分岐
発進させる。分岐発進を複数回行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、分岐シールド掘
進方法及び分岐掘進可能なシールド掘進機に関し、特に
簡単な構造のシールド掘進機により複数個所から分岐発
進を可能にした技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】 上下水道や通信ケーブル用の種々のシ
ールド坑（トンネル）をシールド掘進機で掘進する際
に、トンネルの途中から小径の分岐トンネルを分岐掘進
することも多い。分岐掘進する場合、通常、本線のシー
ルド掘進機で本線トンネルを掘進していき、分岐地点に
到着した時に、本線用シールド掘進機から分岐線シール
ド掘進機を左方または右方へ直角状に分岐発進させ、そ
の分岐後には本線トンネルを本線用シールド掘進機で分
岐トンネルを分岐線シールド掘進機で夫々独立に掘進す
る。

【０００３】例えば、特開平８−１６５８８４号公報に
は、分岐掘進可能なシールド掘進機として、カッターデ
ィスク、前胴、中胴、後胴、前胴後端付近の複数の切羽
側シールドジャッキ、後胴前端付近に設けた複数の立坑
側シールドジャッキ、後胴内に設けたエレクタ装置、中
胴に設けた分岐発進部及び分岐トンネル掘進用の分岐線
シールド掘進機等を備え、中胴を３重構造にしたシール
ド掘進機が記載されている。

【０００４】このシールド掘進機においては、分岐地点
に到達前は立坑側シールドジャッキにより掘進推力を発
生させつつ掘進し、分岐地点においてシールド掘進機を
一時停止させ、３重構造の中胴を伸長させて分岐発進用
窓を開口させて分岐線シールド掘進機を発進させ、その
後本線シールド掘進機では、中胴の内側２重構造と後胴
とを前胴から切り離し、切羽側シールドジャッキにより
掘進推力を発生させて掘進し、その本線トンネルの掘進
と並行して分岐線シールド掘進機により分岐線トンネル
の掘進を行う。

【０００５】特開平９−１９５６７０号公報には、分岐
線トンネルの直径よりも長い後胴を中折れ式に連結した
シールド掘進機により、本線トンネルを掘進していき、
分岐地点において後胴の内面に分岐用開口部を有するセ
グメントリングを組立て、外部から分岐線シールド掘進
機を搬入して分岐用開口部にセットしてから、シールド
掘進機をセグメントリングよりも前進させ、分岐用開口
部から分岐線シールド掘進機を分岐発進させるシールド
掘進技術が記載されている。このシールド掘進技術で
は、１本の本線トンネルを掘進していき、その本線トン
ネルの複数個所から分岐線トンネルを分岐させることが
できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】 前記特開平８−１６
５８８４号公報のシールド掘進機では、分岐発進の際
に、中胴の内側２重構造と後胴とを分離して地中に残し
ていくため、基本的に本線トンネルから１つの分岐線ト
ンネルしか分岐させることができない。尤も、３重構造
の中胴を複数組装備しておけば、複数個所から分岐発進
可能になるが、その場合、機長が長くなり、シールドジ
ャッキの容量が増大し、シールドジャッキの反力を支持
するセグメントの強度が不足し、曲進性能が低下する等
の問題がある。

【０００７】前記特開平９−１９５６７０号公報のシー
ルド掘進技術では、１本の本線トンネルの複数個所から
分岐線トンネルを分岐させることができる点で優れてい
るが、そのシールド掘進機では、分岐線トンネルの直径
よりも長い後胴を装備しているため、後胴の強度面で不
利となるだけでなく、機長が長くなることに起因する曲
進性能低下を補う為に後胴を中折れ式に連結する必要が
あり、シールド掘進機の構造が複雑化する。

【０００８】本発明の目的は、本線トンネルの複数個所
から分岐線トンネルを分岐可能な分岐シールド掘進方法
及びシールド掘進機を提供すること、そのシールド掘進
機における機長の増大を抑制し且つ曲進性能を確保し且
つ構造を簡単化すること、等である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 請求項１の分岐シール
ド掘進方法は、シールド掘進機で本線トンネルを掘進し
ていき、本線トンネルの途中の分岐地点において分岐線
シールド掘進機を分岐発進させる分岐シールド掘進方法
において、前記シールド掘進機に、その前胴よりもトン
ネル軸心方向に長く且つトンネル軸心方向にスライド可
能に前胴に外嵌されたアウタ胴部材を予め設け、前記ア
ウタ胴部材を前胴に最大限重ね両者を固定解除可能に固
定した状態で、前胴よりも後方でアウタ胴部材の内面に
セグメントを組付けるのを繰り返しつつ本線トンネルの
掘進を行う第１工程と、前記本線トンネルを掘進しなが
らシールド掘進機のアウタ胴部材以外の部分をアウタ胴
部材に対して相対的に前進移動させて、アウタ胴部材の
内面にセグメントをリング状に構築してアウタ胴部材の
内側に位置する分岐発進口を形成する第２工程と、シー
ルド掘進機を分岐発進口よりも前進させた状態で、その
分岐発進口から分岐線シールド掘進機を発進させる第３
工程とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】シールド掘進機に予め設けられるアウタ胴
部材は前胴よりもトンネル軸心方向に長く且つトンネル
軸心方向にスライド可能に前胴に外嵌されている。本線
トンネルを掘進する第１工程では、アウタ胴部材を前胴
に最大限重ね両者を固定解除可能に固定した状態で、前
胴よりも後方でアウタ胴部材の内面にセグメントを組付
けるのを繰り返しつつ本線トンネルの掘進を行う。アウ
タ胴部材を前胴に最大限重ねてあるため、機長が短くな
るから、シールドジャッキの容量の増大を抑制でき、セ
グメントの強度面で有利で、アウタ胴部材を中折れ式に
連結しなくとも曲進性能を確保できる。この本線トンネ
ル掘進の際、アウタ胴部材は前胴の後端よりも後方へ延
びているので、その延びた部分の内面側に本線トンネル
の内面を覆工の為のセグメントを構築していくことがで
きる。

【００１１】第２工程では、本線トンネルを掘進しなが
らシールド掘進機のアウタ胴部材以外の部分をアウタ胴
部材に対して相対的に前進移動させて、アウタ胴部材の
内面にセグメントをリング状に構築してアウタ胴部材の
内側に位置する分岐発進口を形成する。トンネル軸心方
向に前胴よりも長いアウタ胴部材の内面に、セグメント
をリング状に構築しながらアウタ胴部材の内側に位置す
る分岐発進口を形成できる。尚、その後、分岐発進口の
外周側に発進口リングやエントランスパッキンを組付け
ることになる。

【００１２】第３工程では、シールド掘進機を分岐発進
口よりも前進させた状態で、その分岐発進口から分岐線
シールド掘進機を発進させる。尚、シールド掘進機を分
岐発進口よりも前進させた状態とは、アウタ胴部材の後
端が分岐発進口よりも前進した状態を意味し、そのシー
ルド掘進機の前進の際にも本線トンネルの掘進は実行さ
れる。分岐発進に際して、まず、外部から分岐線シール
ド掘進機を搬入し、その分岐線シールド掘進機の前端部
分を発進口リングに内嵌状に装着し、分岐線シールド掘
進機と発進口リングとの間の隙間をエントランスパッキ
ンにより封止する。

【００１３】その後、シールド掘進機が分岐発進口より
も前進した状態において、分岐発進口から分岐線シール
ド掘進機を発進させる。こうして、発進口リングとエン
トランスパッキンにより確実に止水した状態で、分岐線
シールド掘進機を分岐発進させることができる。尚、前
記第３工程の後に、第１〜第３工程の工程群を繰り返す
ことで、本線トンネルの異なる複数の分岐発進地点から
分岐線シールド掘進機を夫々分岐発進させることができ
る。

【００１４】請求項２の分岐シールド掘進方法は、請求
項１の発明において、前記第３工程の後に、第１〜第３
工程の工程群を１または複数回繰り返すことを特徴とす
るものである。請求項１の作用の欄で説明したように、
第１〜第３工程の工程群を１回行うことで、１台の分岐
線シールド掘進機を分岐発進させることができるので、
第３工程の後に、第１〜第３工程の工程群を１または複
数回繰り返すことにより、複数の異なる分岐発進地点か
ら分岐線シールド掘進機を分岐発進させることができ
る。

【００１５】請求項３の分岐掘進可能なシールド掘進機
は、本線トンネルの途中の分岐地点から分岐線シールド
掘進機を分岐発進可能にする分岐掘進可能なシールド掘
進機において、カッターディスク及び前胴と、前記前胴
よりもトンネル軸心方向に長く且つトンネル軸心方向に
スライド可能に前胴に外嵌されたアウタ胴部材とを備
え、前記アウタ胴部材を前胴に２重構造に重ねて前胴よ
りも後方へ延ばした本線トンネル掘進用の第１位置と、
アウタ胴部材と前胴とを１重構造にしてアウタ胴部材を
前胴の後端部から後方へ延ばした分岐発進口形成用の第
２位置とに亙ってアウタ胴部材の位置を切換え可能に構
成し、前記前胴の内面付近に配設された複数のシールド
ジャッキを設け、これらシールドジャッキを介してアウ
タ胴部材を第１位置から第２位置へまた第２位置から第
１位置へ切換えるように構成したものである。

【００１６】本線トンネル掘進の際には、アウタ胴部材
を前胴に２重構造に重ねて前胴よりも後方へ延ばした第
１位置に保持し、アウタ胴部材を前胴に固定解除可能に
固定した状態で、通常のシールド掘進機と同様に本線ト
ンネルの掘進を行うことができる。分岐線シールド掘進
機を分岐発進させる分岐発進口を形成する際には、前胴
とアウタ胴部材との固定を解除し、本線トンネルを掘進
しながら、アウタ胴部材を第１位置から第２位置に切換
えていって、アウタ胴部材の内面にセグメントを組付け
るとともに分岐発進口を形成し、その後、前胴とアウタ
胴部材とを固定解除可能に固定した状態で、本線トンネ
ルを掘進しながら、シールド掘進機を分岐発進口よりも
前進させ、分岐発進口から分岐線シールド掘進機を分岐
発進させる。

【００１７】第１位置から第２位置へ切換える際には、
アウタ胴部材と前胴との固定を解除した状態で、複数の
シールドジャッキにより推力を発生させつつ本線トンネ
ルを掘進すると、アウタ胴部材が前胴に対して相対的に
後方へ延ばされて第２位置に切換えることができる。第
２位置から第１位置へ切換える際には、一部のシールド
ジャッキによりシールド掘進機の後退を防止しつつ、一
部のシールドジャッキによりアウタ胴部材を前方へ駆動
することで第１位置に切換えることができる。

【００１８】請求項４の分岐掘進可能なシールド掘進機
は、請求項３の発明において、第１位置のアウタ胴部材
は複数の固定リブを介して前胴に固定解除可能に固定さ
れるとともに、第２位置のアウタ胴部材は複数の固定リ
ブを介して前胴に固定解除可能に固定されることを特徴
とするものである。アウタ胴部材と前胴との固定を解除
したまま、本線トンネルのシールド掘進を行うと、前胴
からアウタ胴部材が離脱してしまうので、本線トンネル
の掘進の為にアウタ胴部材を第１位置に保持したとき、
アウタ胴部材は複数の固定リブを介して前胴に固定解除
可能に固定される。同様の理由により、分岐線シールド
掘進機の分岐発進の為に、アウタ胴部材を第２位置に保
持して本線トンネルを掘進するときにも、アウタ胴部材
は複数の固定リブを介して前胴に固定解除可能に固定さ
れる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は分岐掘進可能なシー
ルド掘進機１の縦断側面図であり、このシールド掘進機
１は、前胴２と、アウタ胴部材３と、前胴２の内部に固
定された本体フレーム４と、本体フレーム４に回転自在
に支持されたカッターディスク５と、複数のカッター駆
動モータ６と、複数のシールドジャッキ７と、排泥設備
８と、エレクタ装置９などを有するものである。

【００２０】カッターディスク５は、通常のシールド掘
進機のカッターディスクと同様のもので、複数のカッタ
ースポークと、それらの前面部に固定された多数のカッ
タービットと、コピーカッター等を備え、カッターディ
スク５の後部には環状の駆動フレーム１０が設けられ、
この駆動フレーム１０は本体フレーム４の駆動支持部１
１にベアリングを介して回転自在に支持され、図示外の
シールを介して封止されている。本体フレーム４には複
数のカッター駆動モータ６が装備され、各カッター駆動
モータ６の出力軸に固定のピニオン１２が駆動フレーム
１０に固定されたリングギヤに噛合され、複数のカッタ
ー駆動モータ６でピニオン１２を介してリングギヤを回
転駆動することにより、カッターディスク５が正逆方向
へ回転駆動される。

【００２１】本体フレーム４はカッターディスク５の背
部に形成されるチャンバー１３を画成する隔壁１４を含
み、カッターディスク５にはチャンバー１３内の泥水を
攪拌する複数の攪拌翼１５が設けられている。カッター
ディスク５の内部の油圧シリンダに油圧を供給する油圧
供給系の為のスイベクジョイント１６も設けられ、隔壁
１４にはマンロック１７も設けられている。

【００２２】前胴２はカッターディスク５とほぼ同径の
円筒体で構成され、前胴２の後端部の内面には環状フレ
ーム１８が溶接接合されている。アウタ胴部材３は前胴
２にスライド自在に外嵌された円筒体で構成され、アウ
タ胴部材３の、本線トンネルＴのトンネル軸心方向の長
さは、前胴２のトンネル軸心方向の長さの約１．５倍の
長さである。但し、アウタ胴部材３の長さは前記の長さ
に限定される訳ではないが、図１に示すように、前胴２
の後端外へ延びるアウタ胴部材３の後部の内面にセグメ
ントＳを構築でき、且つ図４に示すようにアウタ胴部材
３に対して前胴２を最大限前進させながら、アウタ胴部
材３の内面に分岐発進口１９形成用の特殊セグメントＳ
ａを構築できればよい。

【００２３】アウタ胴部材３は前胴２にトンネル軸心方
向へスライド自在に外嵌され、前胴２の前端部の外面と
後端部の外面には夫々環状溝が形成され、それら環状溝
には環状の土砂シール２０，２１が夫々装着されてい
る。アウタ胴部材３の後端部分の内面側にはテールグラ
ウトシール２２が装着されている。このシールド掘進機
１により本線トンネルＴを掘進する際には、図１に示す
ように、アウタ胴部材３を前胴２に２重構造に重ねて前
胴２よりも後方へ延ばした本線トンネル掘進用の第１位
置に保持する。この第１位置のとき、アウタ胴部材３
は、前胴２の前端部を除く大部分に最大限重なった状態
となる。この第１位置のとき、環状フレーム１８に溶接
された周方向適当間隔おきの複数の固定リブ２３がアウ
タ胴部材３に溶接接合され、前胴２とアウタ胴部材３と
が固定解除可能に固定した状態になっている。

【００２４】後述のように、本線トンネルＴの途中の所
定の分岐地点から分岐線シールド掘進機２５を分岐発進
させる為の分岐発進口１９を形成する特殊セグメントＳ
ａを構築する際には、アウタ胴部材３の位置を、前記第
１位置から、図４に示すように、アウタ胴部材３と前胴
２とを１重構造にしてアウタ胴部材３を前胴２の後端部
から後方へ延ばした分岐発進口形成用の第２位置に切換
えながら特殊セグメントＳａを構築する。アウタ胴部材
３を第２位置に切換え後には、再び、環状フレーム１８
に溶接された周方向適当間隔おきの複数の固定リブ２３
がアウタ胴部材３に溶接接合され、前胴２とアウタ胴部
材３とを固定解除可能に固定した状態にし、本線トンネ
ルＴを掘進しながら、シールド掘進機１を分岐発進口１
９よりも前方へ前進させてから、分岐発進口１９から分
岐線シールド掘進機２５を発進させ、その発進後には、
再度アウタ胴部材３を第１位置に切換えて本線トンネル
Ｔの掘進を行なう。

【００２５】複数（例えば１０本）のシールドジャッキ
７は、前胴２の後半部の内面付近に周方向適当間隔おき
に配設され、これらシールドジャッキ７のジャッキ本体
は環状フレーム１８に固定されている。シールドジャッ
キ７はそのピストンロッドを後方へ向けた状態に配設さ
れ、シールドジャッキ７は複動型の油圧ジャッキで構成
され、シールドジャッキ７のジャッキ本体と本体フレー
ム４との間には支持部材２４が配設され、シールドジャ
ッキ７で発生した掘進推力が支持部材２４を介して本体
フレーム４に伝達される。シールドジャッキ７のピスト
ンロッドの先端の半球凸座にはスプレッダー２６がルー
ズにピン結合され、これらシールドジャッキ７によりス
プレッダー２６を介して本線トンネルＴの内面に覆工し
たセグメントＳの前端を押圧することで反力を取り、複
数のシールドジャッキ７で掘進推力を発生させつつ本線
トンネルＴを掘進する。

【００２６】アウタ胴部材３を第１位置から第２位置へ
切換える際には、後述のごとく、複数の固定リブ２３を
取外し、アウタ胴部材３の内面に特殊セグメントＳａの
前端に位置するようにリング状の止め板２７を溶接し、
その止め板２７と特殊セグメントＳａとで複数のシール
ドジャッキ７の反力をとりつつ、シールド掘進機１を前
進させるのを繰り返すことにより、シールド掘進機１の
アウタ胴部材３以外の部分をアウタ胴部材３に対して相
対的に前進させていってアウタ胴部材３を第２位置に切
換える。但し、リング状の止め板２７に代えて、シール
ドジャッキ７に対応する位置でアウタ胴部材３の内面に
溶接した複数の止め板を適用してもよい。アウタ胴部材
３を第２位置から第１位置へ切換える際には、後述のご
とく、複数の固定リブ２３を取外し、一部のシールドジ
ャッキ７を用いてアウタ胴部材３を前方へ引張り駆動す
ることで第１位置に切換える。

【００２７】前記排泥設備８は、地上の送水源から延び
て本線トンネルＴ内へ導入された送水系に接続されてチ
ャンバー１３内へ送水する送水管２８と、送水管２８に
付設されたバルブ２８ａと、チャンバー１３内の泥水を
排出する排泥管２９であって本線トンネルＴ内を後方へ
延びその後地上へ延びる排泥系に接続された排泥管２９
と、排泥管２９に付設されたバルブ２９ａ等で構成され
ている。但し、泥水シールドではなく土圧シールド方式
のシールド掘進機を適用する場合は、排泥設備８に代え
て、スクリューコンベア及びそれに連なるコンベア系統
等を含む排土設備を適用するものとする。

【００２８】前記エレクタ装置９は、本線トンネルＴの
内面を覆工するセグメントＳを組付ける装置であり、環
状フレーム１８に固着のローラ支持フレーム１８ａに複
数のローラを介して回転自在に支持された回動フレーム
３０と、回動フレーム３０に付設されたエレクタ本体３
１と、回動フレーム３０を回転駆動する駆動モータ等か
らなる一般的な構造のものである。

【００２９】次に、以上説明した分岐掘進可能なシール
ド掘進機１の作用について説明する。但し、以下の説明
は、分岐シールド掘進方法についての説明をも含む。
尚、図２以降の図は、シールド掘進機１の各段階におけ
る左半分の横断平面を示す。本線トンネルＴの掘進を行
う際には、図１、２に示すように、アウタ胴部材３を第
１位置に保持し、複数の固定リブ２３によりアウタ胴部
材３と前胴２とを固定解除可能に固定した状態で作動さ
せる。アウタ胴部材３の後部の内面に、エレクタ装置９
により、例えばコンクリート製のセグメントＳをリング
状に組付け、そのセグメントＳに反力をとり複数のシー
ルドジャッキ７により掘進推力を発生させながら本線ト
ンネルＴを掘進していく（図２参照）。

【００３０】このとき、掘削した土砂は、チャンバー１
３内へ流れ込み、そこで送水管２８から供給される水と
攪拌されて泥水となって排泥管２９から排出される。こ
の本線トンネルＴの掘進の際、アウタ胴部材３を第１位
置に保持した状態では、シールド掘進機１の機長が比較
的短いため、掘進抵抗が大きくならずシールドジャッキ
７の容量も比較的小容量で済み、セグメントＳの強度も
普通の強度でよく、曲進性能が極端に低下することもな
いから必ずしも中折れ式連結部を設ける必要もない。し
かも、前胴２とアウタ胴部材３とで２重構造になるため
剛性、強度に優れるし、アウタ胴部材３が前胴２の後端
から大きくは伸長していないため、アウタ胴部材３の強
度面でも有利である。

【００３１】次に、本線トンネルＴの掘進途中に、分岐
線トンネルＴｂを分岐させる分岐地点に達した際には、
図３、図４に示すように、本線トンネルＴを掘進しなが
ら、シールド掘進機１のアウタ胴部材３以外の部分をア
ウタ胴部材３に対して相対的に前進させながら、アウタ
胴部材３の内面に分岐発進口１９を形成するスチール製
の特殊セグメントＳａを組付け、分岐発進口１９を形成
する。

【００３２】このとき、図３に示すように、アウタ胴部
材３を環状フレーム１８に固定する複数の固定リブ２３
を解体し、アウタ胴部材３の内面に鋼製の特殊セグメン
トＳａをリング状に組付け、その特殊セグメントリング
Ｓａの前端に当接するリング状の止め板２７をアウタ胴
部材３の内面に溶接接合し、その状態で複数のシールド
ジャッキ７を作動させてシールド掘進機１のアウタ胴部
材３以外の部分を１ストローク分前進移動させる。その
後、止め板２７を取外してから次の１リング分の特殊セ
グメントＳａを組付け、リング状の止め板２７を特殊セ
グメントリングＳａの前端に当接する状態にアウタ胴部
材３の内面に溶接してから前記同様にシールド掘進機１
のアウタ胴部材３以外の部分を前進移動させる。これを
繰り返していくことにより、図４に示すように、４リン
グ分の特殊セグメントＳａが組付けられ、アウタ胴部材
３が前胴２に対して相対的に後方へ最大限伸長移動した
第２位置になる。尚、アウタ胴部材３が第２位置になっ
たとき、前記と同様の複数の固定リブ２３を環状フレー
ム１８とアウタ胴部材３とに溶接接合して、アウタ胴部
材３と前胴２とを固定解除可能に固定する。

【００３３】図４に示すように、前記４リング分の特殊
セグメントＳａを構築しながら例えば本線トンネルＴの
左側面に分岐発進口１９を形成するとともに、その分岐
発進口１９に鋼製の発進口リング３２を組付けて特殊セ
グメントＳａにボルト結合し、発進口リング３２の内面
部には環状のエントランスパッキン３３を装着する。
尚、分岐発進口１９はアウタ胴部材３の内面側に形成す
るので、地山の土水圧がトンネル内へ流入することはな
い。次に、図４に示すように、分岐線シールド掘進機２
５の前部（少なくとも、カッターディスクと前胴とを含
む部分）を外部から搬入して、発進口リング３２に部分
的に挿入してセットする。その後、分岐線シールド掘進
機２５における掘進反力を取る為の反力支持部材３４を
構築するとともに、エントランスパッキン３３を膨張さ
せて封止状態にする。

【００３４】次に、図５に示すように、アウタ胴部材３
を第２位置に保持し、前胴２とアウタ胴部材３と固定解
除可能に固定した状態で本線トンネルＴを掘進し、特殊
セグメントＳａを構築していく。尚、この場合、トンネ
ル軸心方向長さの大きなセグメントを搬入するのが困難
であるため、トンネル軸心方向長さの小さな特殊セグメ
ントＳａを構築していくが、コンクリート製のセグメン
トを構築してもよい。これと並行して、図５に示すよう
に、シールド掘進機１が分岐発進口１９よりも前進して
から（つまり、アウタ胴部材３の後端が分岐発進口１９
よりも前方へ前進してから）、分岐線シールド掘進機２
５を分岐発進口１９から発進させて分岐線トンネルＴｂ
の掘削を開始する。

【００３５】それ以降、図６に示すように、反力支持部
材３４を増築したり移設したり、分岐線トンネル用の覆
工部材３５を構築したりしながら、分岐線トンネルＴｂ
の掘削を継続していく。その掘進の進行に応じて、分岐
線シールド掘進機２５においては後胴を追加し、排泥設
備（又は排土設備）を整備していくものとする。前記覆
工部材３５として、本実施形態では所定長さの環状のヒ
ューム管が適用されるが、分岐線トンネルＴｂの直径が
例えば２ｍ以上にもなる場合には、コンクリート製セグ
メントや鋼製セグメントを適用する場合もある。ヒュー
ム管からなる覆工部材３５を分岐線トンネルＴｂの内面
に構築する場合、本線トンネルＴ内に装備したジャッキ
システムにより覆工部材３５を徐々に押し込んでいく。

【００３６】次に、図６に示すように、シールド掘進機
１が分岐発進口１９よりも前方へ前進した時点におい
て、シールド掘進機１においては分岐発進の為の作業は
終了したことになるので、アウタ胴部材３を図１、図２
に示す第１位置に復帰させる。この場合、シールド掘進
機１による掘進を停止し、シールド掘進機１の前端に作
用する土水圧でシールド掘進機１が後退しないように、
例えば１つおきの５本のシールドジャッキ７で特殊セグ
メントＳａの前端を押すことでシールド掘進機１の後退
を防止しながら、１つおきの５本のシールドジャッキ７
によりアウタ胴部材３を前進移動させる。

【００３７】即ち、図６に示すように、５本のシールド
ジャッキ７に対応する５個所において、アウタ胴部材３
の内面に止め部材３６を溶接接合し、その各止め部材３
６をシールドジャッキ７のスプレッダー２６にボルト結
合するとともに前胴２とアウタ胴部材３とを固定してい
た複数の固定リブ２３を取外してから、それらシールド
ジャッキ７のピストンロッドを前方へ退入駆動し、前胴
２に対して相対的にアウタ胴部材３を前方へ引張り駆動
すると、図７に示すようにアウタ胴部材３が１ストロー
ク分前進する。その後、５個の止め部材３６を分離して
後方へ移設し溶接してから、前記と同様にシールドジャ
ッキ７により前方へ引張り駆動する。

【００３８】以上の引張り駆動を複数回繰り返すことに
より、図８に示すようにアウタ胴部材３が第１位置に切
換えられる。そして、この状態において、前記複数の固
定リブ２３が再度溶接されて、前胴２とアウタ胴部材３
とが固定解除可能に固定される。このようにアウタ胴部
材３を第１位置に切換え、前胴２とアウタ胴部材３とを
固定した状態で、図１、図２と同様に、本線トンネルＴ
を掘進していく。その後、本線トンネルＴを掘進してい
き、再び、分岐線トンネルＴｂを分岐させる次の分岐地
点に到達した際には、前述したのと同様にして前記の分
岐線シールド掘進機２５とは別の第２の分岐線シールド
掘進機を発進させることができる。こうして、必要に応
じて何回でも分岐線シールド掘進機を発進させることが
できる。

【００３９】以上説明したシールド掘進機１において
は、アウタ胴部材３を前胴２に２重構造に重ねて前胴２
よりも後方へ延ばした第１位置に保持して、通常のシー
ルド掘進機と同様に本線トンネルＴの掘進を行うことが
できる。そして、分岐発進口１９を形成する際には、本
線トンネルＴを掘進しながら、アウタ胴部材３を第１位
置から第２位置へ切換えながら、アウタ胴部材３の内面
にセグメントを構築し且つ分岐発進口１９を形成でき
る。

【００４０】前記アウタ胴部材３を第１位置に保持して
本線トンネルＴを掘進する際には、アウタ胴部材３が前
記の構成を有するため、シールド掘進機１の機長が増大
することもなく、シールドジャッキ７の容量の増大を抑
制でき、セグメントＳの強度面で有利で、アウタ胴部材
３を中折れ式に連結しなくとも曲進性能を確保できる。
しかも、前胴２に対してアウタ胴部材３をスライド自在
に外嵌させる構成であるので、簡単な構造で安価に製作
できるシールド掘進機１になる。

【００４１】このシールド掘進機１は、複数のシールド
ジャッキ７を有し、それらシールドジャッキ７を介して
アウタ胴部材３を第１位置から第２位置へまた第２位置
から第１位置へ切換えるので、複数のシールドジャッキ
７を有効活用してアウタ胴部材３の位置切換えを行うこ
とができ、アウタ胴部材３の位置切換えの為の特別な手
段や機構を設ける必要がない。シールド掘進機１の構造
が複雑化することがなく、設備経済的に有利である。
尚、前記本発明の実施形態は、一例を示すものに過ぎ
ず、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に
種々の変更を付加した形態で実施できることは勿論であ
る。

【００４２】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、シールド掘
進機に、予めアウタ胴部材を設け、第１工程〜第３工程
を行うことで、分岐線シールド掘進機を分岐発進させる
ことができ、第１工程〜第３工程を複数回繰り返すこと
で、本線トンネルの複数の分岐発進地点から分岐線シー
ルド掘進機を夫々分岐発進させることができる。アウタ
胴部材が前記の構成を有するため、本線トンネル掘進時
のシールド掘進機の機長が増大することもなく、シール
ドジャッキの容量の増大を抑制でき、セグメントの強度
面で有利で、アウタ胴部材を中折れ式に連結しなくとも
曲進性能を確保できる。

【００４３】本線トンネル掘進の際、アウタ胴部材は前
胴の後端よりも後方へ延びているので、その延びた部分
の内面側に本線トンネルの内面を覆工する為のセグメン
トを構築していくことができる。そして、第２工程にお
いて、本線トンネルを掘進しながらシールド掘進機のア
ウタ胴部材以外の部分をアウタ胴部材に対して相対的に
前進させて、そのアウタ胴部材の内面にセグメントをリ
ング状に構築してアウタ胴部材の内側に位置する分岐発
進口を形成するので、アウタ胴部材の内面側に分岐発進
口を形成できる。それ故、地山の土水圧がトンネル内へ
流入することがない。

【００４４】請求項２の発明によれば、請求項１の第３
工程の後に、第１〜第３工程の工程群を１または複数回
繰り返すことにより、複数の異なる分岐発進地点から分
岐線シールド掘進機を分岐発進させることができる。

【００４５】請求項３の発明によれば、アウタ胴部材を
前胴に２重構造に重ねて前胴よりも後方へ延ばした第１
位置に保持して、通常のシールド掘進機と同様に本線ト
ンネルの掘進を行うことができる。そして、分岐発進口
を形成する際には、本線トンネルを掘進しながら、アウ
タ胴部材を第１位置から第２位置へ切換えながら、アウ
タ胴部材の内面にセグメントを構築し且つ分岐発進口を
形成できる。

【００４６】前記アウタ胴部材を第１位置に保持して本
線トンネルを掘進する際には、請求項１の欄で述べたよ
うに、アウタ胴部材が前記の構成を有するため、本線ト
ンネル掘進時のシールド掘進機の機長が増大することも
なく、シールドジャッキの容量の増大を抑制でき、セグ
メントの強度面で有利で、アウタ胴部材を中折れ式に連
結しなくとも曲進性能を確保できる。しかも、前胴に対
してアウタ胴部材をスライド自在に外嵌させる構成であ
るので、簡単な構造で安価に製作できるシールド掘進機
とすることができる。

【００４７】しかも、複数のシールドジャッキを設け、
それらシールドジャッキを介してアウタ胴部材を第１位
置から第２位置へまた第２位置から第１位置へ切換える
ので、複数のシールドジャッキを有効活用してアウタ胴
部材の位置切換えを行うことができ、アウタ胴部材の位
置切換えの為の特別な手段や機構を設ける必要がない。
シールド掘進機の構造が複雑化することがなく、設備経
済的に有利である。

【００４８】請求項４の発明によれば、第１位置のアウ
タ胴部材は複数の固定リブを介して前胴に固定解除可能
に固定されるとともに、第２位置のアウタ胴部材は複数
の固定リブを介して前胴に固定解除可能に固定されるの
で、前胴からアウタ胴部材が離脱してしまうのを確実に
防止することができる。その他請求項３と同様の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のシールド掘進機の縦断側面
図である。

【図２】本線トンネル掘進状態を示すシールド掘進機の
要部横断平面図である。

【図３】本線トンネルを掘進しつつ特殊セグメントを構
築する状態を示すシールド掘進機の要部横断平面図であ
る。

【図４】シールド掘進機に分岐線シールド掘進機を搬入
セットした状態を示す要部横断平面図である。

【図５】シールド掘進機と分岐線シールド掘進機（分岐
開始状態）を示す要部横断平面図である。

【図６】シールド掘進機のアウタ胴部材を第１位置に切
換える準備状態と分岐線トンネルの覆工部材とを示す要
部横断平面図である。

【図７】シールド掘進機のアウタ胴部材を第１位置に切
換える途中状態と分岐線トンネルの覆工部材とを示す要
部横断平面図である。

【図８】シールド掘進機のアウタ胴部材を第１位置に切
換える切換え完了状態と分岐線トンネルの覆工部材とを
示す要部横断平面図である。

【符号の説明】

Ｔ 本線トンネル Ｔｂ 分岐線トンネル Ｓ セグメント Ｓａ 特殊セグメント １ シールド掘進機 ２ 前胴 ３ アウタ胴部材 ７ シールドジャッキ １９ 分岐発進口 ２３ 固定リブ ２５ 分岐線シールド掘進機

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機で本線トンネルを掘進し
   ていき、本線トンネルの途中の分岐地点において分岐線
   シールド掘進機を分岐発進させる分岐シールド掘進方法
   において、 前記シールド掘進機に、その前胴よりもトンネル軸心方
   向に長く且つトンネル軸心方向にスライド可能に前胴に
   外嵌されたアウタ胴部材を予め設け、 前記アウタ胴部材を前胴に最大限重ね両者を固定解除可
   能に固定した状態で、前胴よりも後方でアウタ胴部材の
   内面にセグメントを組付けるのを繰り返しつつ本線トン
   ネルの掘進を行う第１工程と、 前記本線トンネルを掘進しながらシールド掘進機のアウ
   タ胴部材以外の部分をアウタ胴部材に対して相対的に前
   進移動させて、アウタ胴部材の内面にセグメントをリン
   グ状に構築してアウタ胴部材の内側に位置する分岐発進
   口を形成する第２工程と、 シールド掘進機を分岐発進口よりも前進させた状態で、
   その分岐発進口から分岐線シールド掘進機を発進させる
   第３工程と、 を備えたことを特徴とする分岐シールド掘進方法。
2. 【請求項２】 前記第３工程の後に、第１〜第３工程の
   工程群を１または複数回繰り返すことを特徴とする請求
   項１に記載の分岐シールド掘進方法。
3. 【請求項３】 本線トンネルの途中の分岐地点から分岐
   線シールド掘進機を分岐発進可能にする分岐掘進可能な
   シールド掘進機において、 カッターディスク及び前胴と、 前記前胴よりもトンネル軸心方向に長く且つトンネル軸
   心方向にスライド可能に前胴に外嵌されたアウタ胴部材
   とを備え、 前記アウタ胴部材を前胴に２重構造に重ねて前胴よりも
   後方へ延ばした本線トンネル掘進用の第１位置と、アウ
   タ胴部材と前胴とを１重構造にしてアウタ胴部材を前胴
   の後端部から後方へ延ばした分岐発進口形成用の第２位
   置とに亙ってアウタ胴部材の位置を切換え可能に構成
   し、 前記前胴の内面付近に配設された複数のシールドジャッ
   キを設け、これらシールドジャッキを介してアウタ胴部
   材を第１位置から第２位置へまた第２位置から第１位置
   へ切換えるように構成した ことを特徴とする請求項３に
   記載の分岐掘進可能なシールド掘進機。
4. 【請求項４】 第１位置のアウタ胴部材は複数の固定リ
   ブを介して前胴に固定解除可能に固定されるとともに、
   第２位置のアウタ胴部材は複数の固定リブを介して前胴
   に固定解除可能に固定されることを特徴とする請求項３
   に記載の分岐掘進可能なシールド掘進機。